帶斗門機電氣改造中新技術的應用

摘 要：帶斗門機主要應用港口貨物裝運，對控制系統有著嚴格的要求，為提高機械設備運行綜合效率，必須要在現有基礎上對電氣系統特點進行分析，確定其所存的不足，基于此來選擇相應的措施對其進行改造優化，本文對此方面進行了簡要分析。

關鍵詞：帶斗門機；電氣系統；技術改造

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.041

帶斗門機作為港口主要設備，其運行效率一直都是重點研究內容，尤其是電氣系統其決定著設備控制效率，如果存在問題勢必會對設備運行安全性與工作效率產生嚴重影響。因此，應基于帶斗門機運行現狀，以滿足港口生產實際需求為目的，對其電氣控制系統進行改造優化，減少設備運行各項因素的影響，提高其作業綜合效率。

1 帶斗門機傳統電氣系統缺陷分析

所分析帶斗門機是1989年生產設備，直流調速系統的調速采用機組傳動方式進行控制。由于磁放大器采用的模擬量控制方式，電氣元件老化造成電氣參數漂移，電氣元件為分立元件，故障率較高。并且，磁放大控制板屬于淘汰產品，配件價格高，供貨周期長。在實際應用中，司機操縱自整角機改變晶閘管的導通角，從而調節發電機的勵磁，改變發電機的端電壓，實現電動機的無極調速。

另外，對實際生產現狀進行分析，發電機組長年運行，電氣效率低，同時還存在較高的運行成本。如在卸船后期發電機空運轉時能源浪費嚴重。同時發電機組長年高速運行，所需年維修成本高，平均年維修成本在5萬元左右。帶斗門機在故障發生時會給生產造成事故隱患，如在起升過程中發生飛車，抓斗直接砸在甲板上發生事故。

同時，本機原作業需要配兩名司機同時操作，在主駕駛室分別對門機進起升、變幅、旋轉機構行控制，付駕駛室的司機對門機的輔助機構和行走機構進行控制操作，每個班最少需要兩個人工作，人力成本比較高。

2 帶斗門機電氣系統改造優化分析

2.1 改造要點

（1）帶斗門機電氣房安裝有AC440V開關進線柜，高壓饋線柜、負荷開關柜、變壓器柜，取代了原有的直流發電機-直流電動機系統。

（2）選用 DCS800系列全數字直流驅動器系列，它具有多電機參數擴展能力。如右圖中一臺直流調速器設置了支持電機和行走電機兩套參數，分別控制起升電機和行走電機。

（3）DCS800系列全數字直流驅動器提供了通信控制方式，克服原模擬系統信號容易受干擾，能直接進行數字量信號傳輸，與PLC提供不同的通信接口，支持多種通信協議。

2.2 技術分析

（1）DCS800直流驅動器具有參數自學習功能，使電機能可靠工作在最佳電流工作狀態。DCS800直流驅動器具有完善的故障診斷能力，能對電樞電流、電樞開路、缺相等多種故障進行保護，避免了直流電動機發生飛車現象。

（2）采用帶編碼器的S+B主令控制器取代了帶自整角機的控制主令， 主令控制器的運行命令直接進入PLC， DCS800直流驅動器的命令均受PLC控制，使PLC成為人機控制的橋梁。適應了作業時調速要求高，起制動平穩，操控準確，抓取速度快。從而提高效率，降低消耗。

（3）采用帶編碼器的S+B主令控制器取代了帶自整角機的控制主令， 主令控制器的運行命令直接進入PLC， DCS800直流驅動器的命令均受PLC控制，使PLC成為人機控制的橋梁。適應了作業時調速要求高，起制動平穩，操控準確，抓取速度快。從而提高效率，降低消耗。

（4）在門機的系統設計中在電氣房中采用了西門子S7-300主PLC裝置，在機下行走柜中和聯動臺中分別設置遠程I/O模塊，這種方式可以減少大量的導線直接連到遠處信號裝置，線路檢查方便，可以就近檢查信號連接是否正確。在PLC程序設計中具有抓斗深挖自動控制，起升支持電機松開制動器，直流驅動器進入轉矩控制，使起升電動機產生一定的提升力，以保證抓斗在閉合過程中既能往下沉，又不松馳起升支持鋼絲繩。通過協調控制起升和開閉電動機的速度和轉矩，實現最大抓取量控制。

（5）為能夠及時發現故障發生點，在電氣房內設置彩色觸摸控制屏能實現實時動畫監控系統運行狀態，實時故障報警，顯示當前故障幫助信息（電氣系統故障的內容、時間和排除故障的方法）。觸摸屏還能顯示系統狀態及電氣系統的主要器件的工作狀態。

3 帶斗門機電氣系統改造優化結果分析

經過改造后帶斗門機電氣機械性能得到大幅提高，據司機介紹帶斗門機機械震動大幅減小，對機械結構起到了很大的保護作用，鋼絲繩和制動輪損耗減少，機械結構開裂減少，安全性能大幅提高。由于采用了彩色觸摸屏，電器狀態一目了然，故障非常少，排除故障時間大幅減少。DCS800系列全數字直流驅動器具有良好的保護功能，能避免發生飛車故障，保證了設備和人生的安全。取消了直流發電機組，節約了電能，提高了能源利用率，并每年節約維修成本5萬余元。采用了主駕駛室集中操作，節約人力成本每年6萬余元。不但保證了安全生產，并且有效提高了裝卸效率。

4 結束語

對帶斗門機電氣系統進行改造優化，對提高其運行綜合效率具有重要意義。通過對現有系統的全面研究，確定其存在的不足與缺陷，有針對性的進行優化，提高其運行安全性，解放勞動力，更全面的提高其運行綜合效率。

參考文獻：

[1]王金波.帶斗門機電氣設計應注意的幾個問題[J].港口裝卸，2002（04）：10-11.

[2]薛梅.DTC直接轉矩控制變頻調速技術在門機電氣系統改造中的應用[J].港口科技動態，2003（01）：7-9.

作者簡介：孔令姝（1985-），女，江蘇南京人，本科，研究方向：港口電氣自動化。endprint